Propulsion exotique

Dans un article de 1957 , le cosmologiste Hermann Bondi envisageait la possibilité qu'un objet de masse négative crée une force de gravité répulsive. Placée à côté d'une masse positive, elle la repousserait mais la masse positive attirerait la masse négative. Si les deux masses sont égales mais de signe opposé, le couple accélérera dans le même sens indéfiniment. L'énergie cinétique totale serait nulle, conformément à la conservation de l'énergie.

Si la masse positive est une planète semblable à la Terre, ce moteur peut accélérer à 1 g , l'accélération confortable que nous ressentons à la surface de la Terre. Inclure des passagers fabriqués à partir du matériau de cette planète, comme les humains, ne coûte rien. Accélérer à 1 g pendant une année complète amènerait la planète à la vitesse de la lumière. Une accélération régulière pendant plusieurs décennies permettrait à la planète de parcourir tout l'Univers pendant la durée de vie des passagers, grâce à la dilatation du temps subie très proche de la vitesse de la lumière.

Le seul composant manquant du moteur qui nous permettrait de nous engager dans un tel voyage est la masse négative. Robert Forward a écrit un article sur l'opportunité offerte par ce concept de propulsion en 1990, et je suis actuellement co-auteur d'un article qui montre comment concevoir un objet de masse négative à partir d'un champ scalaire, conformément à la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein .

Existe-t-il d'autres méthodes pour atteindre la vitesse de la lumière ? Une approche moins hypothétique consiste à utiliser une voile de lumière, à savoir une fine membrane poussée par la lumière réfléchissante. Dans le concept Starshot dont je préside le conseil scientifique, une charge utile à l'échelle du gramme sur une voile à taille humaine est poussée par un faisceau laser de 100 gigawatts en quelques minutes à une fraction de la vitesse de la lumière sur une distance c'est 5 fois plus loin que la Lune. La NASA développe actuellement des voiles solaires comme méthode de propulsion futuriste pour l'exploration spatiale.

Si une autre civilisation s'engageait dans la propulsion par voile laser de charges utiles massives entre des planètes habitables comme la Terre et Mars, nous pourrions voir le flash de lumière lorsque les deux planètes sont orientées le long de notre ligne de visée. Dans un article de 2015 avec mon ancien post-doctorant, James Guillochon, nous avons calculé les caractéristiques du flash de lumière résultant comme une techno-signature intéressante.

Est-il possible que des voiles lumineuses de type Starshot passent près de la Terre sans que nous les remarquions ? Les astronomes dirigent leurs télescopes sur des astéroïdes ou des comètes du système solaire qui se déplacent dix mille fois plus lentement que la lumière. Si une sonde Starshot passait, des télescopes comme Pan-STARRS , le Zwicky Transient Facility ou le prochain Vera C. Rubin Observatory , la verraient au mieux une fois et les astronomes ignoreraient les rares données. De plus, un objet de la taille d'une personne ne peut être détecté que s'il entre en collision avec la Terre et produit une boule de feu à cause de son frottement avec l'atmosphère. Dans un article récentavec mon étudiant Amir Siraj, nous avons montré qu'un réseau mondial de plusieurs centaines de caméras optiques tout ciel avec une résolution temporelle d'un dixième de milliseconde serait capable de détecter des météores Starshot se déplaçant à une vitesse proche de la lumière.

Une sonde technologique s'écrasant sur une planète pourrait potentiellement survivre à l'entrée atmosphérique si elle est équipée d'un parachute ou entourée d'une enceinte de blindage. Les premiers météores interstellaires, IM1 et IM2, ont été détectés grâce à leurs boules de feu. Si nous trouvions une pièce d'équipement au fond de l'océan lors de la prochaine expédition pour récupérer les reliques d'IM1, nous saurions qu'elle a été fabriquée par une civilisation technologique extraterrestre. Sur la base de l'élévation de la boule de feu nouvellement déterminée , la résistance du matériau IM1 était dix fois plus résistanteque les 272 météores du catalogue CNEOS. L'extrapolation de la vitesse d'IM1 dans le temps implique qu'elle se déplaçait à 60 kilomètres par seconde dans l'espace interstellaire, plus rapidement que 95 % de toutes les étoiles au voisinage du Soleil. Un moteur-fusée chimique classique pourrait expliquer cet excès de vitesse. Le moteur d'IM1 pourrait représenter les technologies actuelles que nous utilisons pour les sondes interstellaires telles que Voyager 1 et 2, Pioneer 10 et 11 et New Horizons.

Espérons qu'en étudiant les objets interstellaires, nous découvrirons de nouvelles méthodes de propulsion qui nous permettront de nous aventurer plus facilement dans l'espace interstellaire. Comme indiqué dans mon livre à paraître intitulé " Interstellar " , je cherche à apprendre d'une intelligence supérieure dans l'espace extra-atmosphérique ce à quoi nous pourrions aspirer.

A PROPOS DE L'AUTEUR

Avi Loeb est à la tête du projet Galileo, directeur fondateur de l'Université de Harvard - Black Hole Initiative, directeur de l'Institut de théorie et de calcul du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et ancien président du département d'astronomie de l'Université de Harvard (2011 –2020). Il préside le conseil consultatif du projet Breakthrough Starshot et est un ancien membre du Conseil consultatif du président sur la science et la technologie et un ancien président du Conseil de physique et d'astronomie des académies nationales. Il est l'auteur à succès de « Extraterrestre : le premier signe de vie intelligente au-delà de la Terre » et co-auteur du manuel « La vie dans le cosmos », tous deux publiés en 2021. Son nouveau livre, intitulé « Interstellar », dont la publication est prévue en août 2023.